考虑部分剪力连接作用的简支组合梁桥受力特性的解析解法

组合梁桥中根据钢梁与混凝土板间接合刚度的不同,组合作用可分为完全组合和部分组合.部分组合梁桥与完全组合梁桥的受力特性具有显著差异.部分组合梁桥设计时采用目前常用的换算截面法计算是不准确的.鉴于此,对剪力键抗剪刚度沿梁长均布或三角形分布情况下部分组合简支梁桥的内力和变形计算进行了理论推导,得出了截面内力和主梁曲率方程.     

混凝土开裂后连续组合梁刚度退化试验研究与数值分析

负弯矩区混凝土裂缝分布规律及开裂后主梁刚度退化是钢-混凝土组合连续梁变形和耐久性设计的关键问题。基于两跨连续梁模型试验,测试对称集中力作用下负弯矩区混凝土板的开裂特征、裂缝扩展和挠度变化规律。结合现有文献中负弯矩区混凝土裂缝分布的统计规律,构建考虑相邻裂缝间混凝土受拉加劲效应的裂缝模型。采用数值模拟方法对试验梁加载过程中混凝土板的开裂过程进行非线性分析,获得连续组合梁的刚度退化规律,探索钢-混凝土组合连续梁设计参数影响作用。研究结果表明：与现有规范相比,考虑裂缝间混凝土板作用计算的挠度值与试验值更接近,钢梁截面应力和纵筋的应力计算值与试验结果吻合较好,证明相邻裂缝间未开裂部分混凝土板对组合梁抗弯刚度有受拉强化作用。连续组合梁的刚度随荷载增大具有前期小幅退化、中期基本稳定、后期快速退化的规律,破坏前主梁刚度退化幅度最大约60%。钢梁高度对组合梁抗弯刚度的影响最大,钢梁腹板厚度次之,混凝土抗压强度和混凝土板内纵筋的配筋率有一定影响,而抗剪连接度的影响最小。研究成果可为钢-混组合梁连续梁设计和刚度计算提供参考。     

超静定组合结构桥梁受力特性的3D-FEM模拟分析

在总结各国研究成果的基础上,利用大型通用结构分析程序MSC/NASTRAN和MSC/PATRAN,对超静定组合结构桥梁的受力特性进行分析研究。其中重点研究组合结构桥梁中剪力键的性能,负弯矩区混凝土板裂纹状态,钢与混凝土的接合刚度和施工方法对结构受力特性的影响,以及复合结构桥梁中梁墩刚性连接的传力途径及应力分布等。主要研究成果如下。(1)连续组合结构桥梁和复合结构桥梁刚节点的3D FEM计算模型的建立应用MSC/NASTRAN和MSC/PATRAN建立了较精确的连续组合梁桥和连续复合刚构桥刚节点的三维有限元计算模型。模型中的钢梁以…     

带约束构造的栓钉连接件组合板界面抗剪性能试验研究

钢-混凝土组合梁在负弯矩区混凝土受拉开裂的问题,将引起组合梁刚度的降低,承载力下降,成为制约组合结构发展应用的重要原因之一。针对该问题提出一种基于带约束构造栓钉连接件的组合板构造措施,即在组合梁负弯矩区混凝土翼缘板增加附加钢板,附加钢板和钢梁上分别焊接带约束构造的栓钉连接件,两者相互咬合交错布置在混凝土板两侧。通过双界面抗剪性能试验验证在负弯矩区采用附加钢板帮助混凝土受拉的可行性以及该组合板构造措施抑制混凝土板受拉开裂的有效性,并对组合板中带约束构造栓钉连接件的界面抗剪性能进行研究。研究结果表明：带约束构造的栓钉连接件能将裂缝约束在6倍栓钉直径范围内,避免混凝土板纵向贯通劈裂裂缝,充分发挥混凝土受压强度高的优点,且约束构造能有效提高栓钉的抗剪刚度;证明在负弯矩区采用附加钢板替代混凝土板及其内的受拉钢筋受拉切实可行,带约束构造的栓钉连接件能降低纵向抗剪横向钢筋的用量;提出带约束构造栓钉连接件的抗剪刚度计算公式以及能评价不同长径比栓钉的材料利用效率和抗剪效率的剪切刚度比-剪切角理论曲线,建议带约束构造的栓钉连接件弹性抗剪刚度极限值,为此类剪力连接件的工程应用奠定良好的试验和理论基础。     

钢-混凝土混合结构在大跨度连续刚构桥中的应用

重庆石板坡公路长江大桥采用填充混凝土后板式钢—混凝土接头。在轴力、弯矩和剪力的作用下,钢—混凝土接头处将产生轴向压应力、拉应力和剪应力。压应力由承压板及PBL剪力键共同传递,拉应力、剪应力主要由PBL剪力键传递。计算得到钢—混凝土接头的最不利荷载组合内力。在钢—混凝土接头附近截取18m长的1个梁段,将混凝土与贯穿钢筋进行耦合、贯穿钢筋与PBL板进行耦合,采用实体单元、板单元和梁单元,建立钢—混凝土接头有限元模型,利用有限元软件ANSYS进行仿真分析,得到钢—混凝土接头各部分的应力分布。结果表明:结构各构件在设计荷载下并未出现超出材料强度的应力峰值;剪力主要靠腹板上的PBL剪力键传递;有效的预应力体系是钢—混凝土接头可靠性的根本保证。     

钢-混凝土组合梁翼缘板有效宽度分析

钢—混凝土组合梁桥的混凝土翼缘板中存在剪力滞后现象,因此在组合梁的设计计算中引入了有效宽度的概念。现行有效宽度计算公式的理论推导主要是基于平面应力分布,所反映的只是混凝土板中间层纤维的剪力滞后现象,忽略了纵向压应力沿混凝土板厚度方向的变化。文章提出一种考虑纵向压应力沿混凝土板厚度方向变化的计算有效宽度的方法,此方法可与有限元等结构分析方法结合运用。建立了一种组合梁桥的三维有限元分析模型,并提供了一个组合梁有效宽度的算例,其结果与实验结果吻合良好;与规范相比,本文计算的有效宽度值大幅度增加。     

钢—混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢－混凝土结合梁中，温度作用通常包括三种形式，即：变温，温差和温度梯度，这些温度使用有时可能导致钢－混凝土结合梁中产生较大的温度应力，故必须引起足够的重视，本文在五个基本假设的基础上，综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件，推出了钢－混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下，考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力，相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案，取上层公路桥面系中的一个钢－混凝土组合截面，按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布（梁端部附近剪力钉分布较密，其他地方剪力钉分布较稀）两种布置方案，计算了钢混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应，得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结构芜湖桥桁梁结合梁设计参考。     

圆形截面抗滑桩模型试验研究

基于相似理论,对工程实际中应用的圆形截面抗滑桩进行模型试验,观测模型桩的钢筋应力、弯矩、剪力、裂缝分布和变形情况。试验结果表明:在滑坡推力作用下混凝土承受的弯矩远小于钢筋承受的弯矩,钢筋承担了大部分的滑坡推力;在滑坡推力作用下圆形截面抗滑桩的弯矩和剪力曲线均呈S形分布;滑坡推力均匀作用在整根桩上;圆形截面抗滑桩底部为最容易发生破坏的脆弱区。     

钢梁——连续钢混组合结构的设计研究

以(32 40 32)m连续钢混组合梁桥的计算成果为例,研究钢混结构支座负弯矩区混凝土配筋率、预顶桥梁支座对结构的影响,为类似结构设计提供参考。     

钢-混组合结构桥梁混凝土的收缩徐变效应

首先讨论混凝土收缩作用的等效降温取值问题，分析了构件理论厚度、环境平均相对湿度、预制板存梁期等因素对混凝土收缩的影响。然后探讨收缩徐变应力计算方法，并结合工程实例分析了混凝土徐变、抗剪连接键滑移和次内力对收缩应力的影响。最后提出了补偿收缩混凝土应用于钢-混组合梁桥时的注意事项。结果表明：对于我国大多数地区按等效降温15℃计算的收缩效应值较实际值偏小；抗剪连接键滑移主要影响距梁端1/10跨径范围内的应力分布；连续梁的混凝土板由收缩二次内力引起的结构应力远大于收缩一次内力引起的结构应力；补偿收缩混凝土的限制膨胀率宜根据收缩应变预测值和微膨胀对结构的不利影响综合确定。     

丫髻沙大桥主桥桥面结构设计

广州丫髻沙大桥主桥为 76m +36 0m +76m 3跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥 ,跨越珠江南航道。对于特大跨度拱桥来说 ,如何减轻桥面结构的重量并增加其整体性是设计的关键 ,详细介绍该桥主桥桥面结构设计构思及主要细节 ,其桥面板、钢横梁及钢纵梁设计的理念对纵横梁体系桥面结构设计具有指导意义。     

40m＋64m＋40m铁路连续槽形梁设计

槽形梁是一种粱、板组合形式的预应力结构,具有建筑高度低、节省路基土石方工程投资、养护简便及减少噪声等特点,在解决立交跨线处净空受控制的工程中。结合某线40 m 64 m 40 m铁路连续槽形梁,介绍了槽形梁的合理断面设计、构造细节、平面杆系及空间结构的分析计算过程和结果,以及设计中需要注意的问题。     

悬臂浇筑连续梁墩梁临时固结及计算分析研究

研究目的:墩梁临时固结是悬臂浇筑法保证梁体施工过程中抗倾覆稳定的重要措施,目前在进行临时固结设计时采用的计算模型不一致,造成临时固结设计存在较大差异.结合实际连续梁桥临时固结的设计,建立两种临时固结计算模型,分析计算结果的差异,从而给出合理选取墩梁临时固结计算模型的建议. 研究结论:(1)不同模型间计算结果差异较大,若...     

龙厦铁路龙岩特大桥主桥设计

龙厦铁路龙岩特大桥主桥为双线铁路桥,位于龙岩城区,介绍主桥上部结构(48.65+4×80+48.65)m连续梁、下部结构设计及结构分析计算要点。     

既有铁路病害钢梁桥改造设计

京沪铁路K528钢梁桥存在钢梁上盖板翘起、钢梁纵向位移较大,桥台与梁端顶紧、铆钉烂头、钢梁腐蚀严重等问题,从低影响、低风险、低投资、低运营维护成本、易施工等角度出发,研究比选原位新建梁式桥和原位新建框架桥的设计方案,从线路加固、施工工艺、施工难度、拆除工程、投资及维护成本等方面比较两个方案的优缺点.研究结果表明,对单孔...     

马坡洛河特大桥刚构连续梁设计

包西铁路马坡洛河特大桥采用刚构连续梁的结构形式,空心高墩。详细介绍了上部结构构造、施工方法、静力计算等,结果表明,刚构连续组合在结构受力、使用功能和适应环境等方面均有一定的优越性。     

桥上纵连板式无砟轨道挠曲力计算分析

根据桥上纵连板式无砟轨道的结构特点,基于有限元方法建立桥上纵连板式无砟轨道挠曲计算模型,计算温度荷载下的挠曲力,分析列车荷载作用长度、活载入桥方式对挠曲力的影响,研究桥上纵连板式无砟轨道在挠曲力作用下的梁轨相互作用规律。结果表明:桥梁挠曲变形所引起的钢轨纵向附加力较小,其中简支梁桥上钢轨挠曲附加力不超过21.6 kN,连续梁桥上钢轨挠曲附加力不超过24.0 kN;在进行部件的受力检算时,应根据具体的部件选用伸缩力或挠曲力;与桥上有砟轨道及单元板式无砟轨道有较大不同的是,还需要根据不同的检算部件寻求最不利的挠曲力列车荷载加载方式;建议采用活动端迎车进行加载。     

大跨度预应力混凝土简支箱梁的梁端应力分析

通过对大跨度预应力混凝土简支箱梁梁端应力的空间分析 ,优化箱梁预应力筋的配置 ,避免类似箱梁张拉阶段梁端竖向裂纹的产生。     

滨州黄河公铁两用大桥主桥设计

滨州黄河大桥为新建地方铁路上的一座公铁两用大桥,主桥为五跨一联的钢桁梁,结合桥位附近黄河的河道、水文及地质等自然条件,介绍了主桥桥式选择及其结构设计。     

钢箱梁施工对车站结构影响分析

介绍了深圳地铁2、11号线与广深港客运专线福田车站节点深南大道上立交桥钢箱梁的吊装施工方案,在已施工完毕的地下车站上通过吊车对立交桥进行了钢梁吊装施工。利用数值计算方法,对此吊装过程进行了计算分析,核算了主体结构不利位置的内力和变形,得到在主体结构上进行重载吊装对主体结构的影响结果,确保工程安全。